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1[해양경찰 물리] 25년 1회차
그림과 같이 마찰이 없는 수평면에서 질량이 각각
20 kg, 30 kg 인 물체 A, B를 줄로 연결하고, B에
크기가 150 N 인 힘을 수평 방향으로 작용했을
때, 줄이 A를 당기는 힘의 크기는? (단, 줄의 질
량과 공기 저항은 무시한다.)

문제 이미지
1
40 N
2
60 N
3
80 N
4
100 N
해설

줄이 A를 당기는 힘은 60 N이다.

A와 B를 한 덩어리로 보면 전체 질량 50 kg에 150 N이 작용하므로 공통 가속도는 a=15050=3 m/s2a=\dfrac{150}{50}=3\,\mathrm{m/s^2}이다.

A에 작용하는 수평력은 줄의 장력뿐이므로 T=mAa=20×3=60 NT=m_Aa=20\times 3=60\,\mathrm{N}이다.

  • 40 N: 가속도가 2 m/s22\,\mathrm{m/s^2}일 때의 값으로, 실제 가속도와 맞지 않는다.
  • 80 N: 가속도가 4 m/s24\,\mathrm{m/s^2}일 때의 값으로, 역시 맞지 않는다.
  • 100 N: 가속도를 B의 질량만으로 구한 15030=5 m/s2\dfrac{150}{30}=5\,\mathrm{m/s^2}를 쓴 값으로, 함께 끌려가는 A의 질량을 빠뜨렸다.

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